ボルトのへたり係数と内外力比

ボルトのへたり係数と内外力の求め方がいつもごっちゃになるのでまとめておく。

内外力比

へたり係数

1. 内外力比 軸方向外力をボルトが受けると、ボルトが伸びて、その分だけ被締結物の圧縮が緩まる。
   このときボルトの伸びと、被締結物の圧縮の緩まる量は等しい。
   つまり、ボルトのバネ定数をKb、被締結物のバネ定数をKhとし、ボルト(被締結物)の変位をδとするとき、
   F = (Kb + Kh)δ
   となる。
   すなわち、ボルトと被締結物の並列ばねである。
   なお、内外力比とは並列ばねにおけるボルトの分担荷重と軸方向外力の比である。

2. へたり係数
   初期なじみや、ボルトと被締結物の線膨張係数差などで変位が生じると、ボルトが伸び、被締結物が圧縮が緩される。
   ボルトに生じる引張荷重の増分と、被締結物に生じる圧縮荷重の増分は等しい。
   つまり、ボルトのバネ定数をKb、被締結物のバネ定数をKhとし、ボルトの変位をδb、、被締結物の変位をδhとするとき、
   ΔF = Kb×δb = Kt×δt
   となる。
   すなわち、ボルトと被締結物の直列ばねである。
   なお、へたり係数とは直列ばねの合成バネ定数である。